一种柔性机加数控生产单元的节拍平衡方法

摘要

本发明提供了一种柔性机加数控生产单元的节拍平衡方法，该方法通过遗传算法实现，可以为加工产品进行工序组合划分，并为每个工序组合配备合适的数控设备，使得每个工序组合完成加工任务的时间接近，降低各工序组合流水处理时的等待时间，即使得生产过程节拍平衡化，确保加工过程始终处于不停滞、不堆积、不超越的流动状态，从而提高设备利用率和生产效率。

主权项

一种柔性机加数控生产单元的节拍平衡方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：随机生成Q条染色体，组成初始的种群；每条染色体的基因包括四部分，其中：第一部分为M道工序的工序优先级，第二部分为N个设备的设备优先级，第三部分为第1个工序组合中包含的工序数量m₁，第四部分为第1个工序组合中的设备个数n₁；其中：Q为设定的正整数；M为设定的生产产品涉及到的工序总量；N为设定的已有设备总量；m₁和n₁为随机整数，m₁≤M_th且n₁≤N_th，M_th为设定的工序组合中工序个数最大值；N_th为设定的第一个工序组合中设备个数最大值；另外，已知第j个设备加工完成第i个工序所需的时间为t_ij，i＝1、2、…、M，j＝1、2、…、N；步骤二：计算每条染色体的适应值，具体计算过程如下：(2a)、通过设定的解码规则，确定每条染色对应的工序组合分配结果，即将M道工序划分为μ个工序组合，为每个工序组合划分相应的设备，并计算每个工序组合的平均加工时间；其中：第k个工序组合包括m_k个工序且分配了n_k个设备，对于每个染色体，μ、m_k、n_k为随机整数；其中，m_k≤M_th且n₂＝n₃＝…＝n_μ＝1，k＝1、2、…、μ；(2b)、针对每条染色体，计算每个工序组合的平均加工时间的方差值，将所述方差值作为染色体对应的目标函数值Ψ；(2c)、对每条染色体的目标函数值Ψ进行标定，得到染色体适应值；其中，设定染色体适应值与目标函数值Ψ成反比；步骤三：根据每条染色体的适应值，使用轮盘赌策略进行下一代Q条染色体的选择；步骤四：对步骤三选择的染色体进行交叉和变异操作；步骤五：对完成交叉和变异操作后的染色体，重复步骤二～步骤四，进行遗传迭代操作，并在达到设定的迭代结束条件时，跳出遗传迭代操作，将目标函数值最小值对应的染色体输出。